淺談學科交叉下的“土壤肥料學”教學新模式

羅德芳　馮春暉　彭杰　柳維揚

［摘 要］ “土壤肥料學”是土壤、植物營養與肥料緊密結合起來的一門課程，屬于農業科學、林業科學和資源環境科學的應用基礎學科之一，但是由于生產力水平的快速發展，傳統的土壤肥料學知識已經不能完全被應用于農業生產實踐當中。學科交叉是指不同學科進行結合而形成新的學科，將學科交叉的概念融合到“土壤肥料學”當中，再結合科技前沿，有助于學生更深刻、更直接、更廣泛地理解“土壤肥料學”課程對于農業生產的重要性，從而提高學生的歷史使命感和責任感。

［關鍵詞］ 土壤肥料學；學科交叉；教學模式

［基金項目］ 2021年度塔里木大學一流課程建設項目“土壤肥料學”（TDYLKC20212）；2022年度塔里木大學一流本科專業建設“農業資源與環境”（YLZYXJ202201）；2021年度塔里木大學高等教育教學改革項目“高校混合式教學模式探索研究——以土壤農化分析課程為例”（TDGJYB2125）

［作者簡介］ 羅德芳（1994—），女，甘肅景泰人，碩士，塔里木大學農學院講師，主要從事土壤高光譜、農業遙感及土壤鹽漬化改良研究；柳維揚（1977—），男，寧夏隆德人，博士，塔里木大學農學院教授，主要從事旱區作物養分元素循環和水土資源高效利用研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A［文章編號］ 1674-9324（2023）24-0139-04 ［收稿日期］ 2022-05-11

引言

土壤肥料是農業生產的基本資料，亦是人類賴以生存的重要資源。土壤作為人類賴以生存的物質基礎，是農業生產中最基礎、最重要的生產資料，也是農業生態系統的重要組成部分，保障著人類生存及生態環境安全。每個人對土壤都不陌生，但是要給土壤下一個科學的定義卻并不容易。不同的時期，人們對土壤的認識不同，對土壤下的定義也不同。例如，20世紀30年代，土壤學家威廉斯根據近代土壤學知識給土壤所下的定義是：土壤是地球陸地表面能生長植物收獲物的疏松表層。

凡是施入土壤或噴灑在作物體上，能直接或間接提供給作物養分，從而獲得高產優質的農產品；或能改善土壤的理化生物性質，逐步提高土壤肥力，而不會對環境產生有害影響的物質統稱為肥料。肥料是食物安全和作物優質增產的重要保障，嚴重影響著植物吸收養分狀況，更關系著人類健康，因此“土壤學”和“植物營養與肥料”兩門課程是農業類院校的必修課程。但無論是“土壤學”課程還是“植物營養與肥料”課程，其實踐教學過程對學生在具體農業生產中的指導存在一定的局限性。因此，為適應21世紀教學改革后調整的本科專業新教學計劃對人才培養規格的要求，大部分農業類院校將“土壤學”與“植物營養與肥料學”兩門課程合并成更具有實踐指導意義的課程——“土壤肥料學”，既縮短了理論課時、增加了實踐課時，又能將土壤學知識與植物營養學知識融合，讓學生能夠更深入地了解農業生產過程［1］。“土壤肥料學”主要講授土壤和肥料的有關知識與應用技能，是農學、園藝、植保、氣象、草業科學、園林等專業學生的必修課程，課程主要學習土壤基本組成及其物理化學性質、植物營養與施肥原理、主要肥料特征及施肥技術等理論知識，以及有關土壤性質測定及肥料識別的實驗技能，課程任務主要以提高土壤肥力為中心，展開研究土壤肥力的發展規律，掌握改良土壤和培肥土壤的方法與措施，明確土壤—植物—肥料三者之間的關系，讓學生能夠全面系統地了解土壤學、植物營養學和肥料學的基礎理論知識與基本分析操作技術，使學生掌握識土、用土、評土、改土的基本方法和科學施肥技術，為現代農業生產和可持續發展提供技術服務。同時，“土壤肥料學”涉及化學、物理學、數學、生物學、地質學、動物學、氣候學和微生物學等學科［2］，因此，“土壤肥料學”的教學內容除了土壤肥料及植物營養的基本理論外，還需學習不同質地的農田土壤管理技術、土壤退化防治改良、現代新型肥料及各項施肥新技術。

隨著科學技術的不斷發展，不僅不同課程之間的融合更為密切，不同學科之間的相互交叉融合也越來越頻繁，不斷碰撞衍生出新的學科，形成錯綜復雜的學科網絡［3］。例如，智慧農業、遙感監測作物生長及產量等，都是農學與信息技術的融合［4］。學科不斷地交叉融合，對農業優質增產和生態環境等方面有了更高的要求，“土壤肥料學”也面臨新的變革和挑戰。現階段高等教育正在朝著應用型、復合型和技能型人才的培養目標前行，現代教育體系立足于服務區域經濟，并努力實現對產業升級轉型所需人力與人才資源的持續供給。但大部分交叉科學研究只是多學科之間的簡單拼湊，學科之間的交叉融合，應該要涵蓋學科交叉和學科融合，構建協調可持續發展的學科體系，打破傳統學科之間的壁壘，培養社會需要的復合型人才［5］。

在多年的教學過程中，塔里木大學農業資源與環境專業的教師積累了豐富的教學經驗，但隨著知識的快速更新，土壤肥料的新知識和新理念不斷涌現，如配方施肥、無土栽培、營養診斷和新型肥料等［6］；同時，隨著學科交叉程度的不斷加深、教學課時的壓縮及高職教育新理念的出現，原有的“土壤肥料”課程日益顯現出與當前實際不相符的狀況，如課程目標定位不清晰、學科體系模式煩冗、教材內容陳舊、教學方法不適應現在的學生等［7］。

一、課程建設與現階段人才需求相符合

（一）人才培養方向與課程發展相符合

隨著信息科學技術的日益更新與高校教育體系的不斷完善，“土壤肥料學”的教學任務不僅僅是單純地認識、了解土壤及肥料，還要結合新技術，并將其運用到生產實踐當中，這也是各高校對于培養高素質創新型人才提出的新要求。在“土壤肥料學”課程中，應理論與實踐相結合，學會運用所學知識解決實際問題遠比知道事物本身更重要。課上可積極引入一些比較前沿的知識及“土壤肥料學”在生產中的具體應用措施，使學生不只是了解書本上的基礎理論知識，更要掌握研究熱點、難點及其需要努力的方向，將學生的目光從書本上的理論知識轉移到實踐中，這也在一定程度上促進了土壤肥料學學科向新方向發展，從而形成專業型人才需求的創新性與土壤肥料學學科發展的相互支撐。

（二）專業需求多樣性與課程建設相符合

多學科交叉發展已經是各個領域研究的熱點問題，而一些信息類技術，例如“遙感技術”已經作為一門工具課程服務于越來越多的領域。“土壤肥料學”作為與農業生產聯系極其緊密的專業，在現代化改革進程中不能忽視多學科交叉發展。在課程建設過程中，單一的課本知識傳輸模式已經逐漸被淘汰，更多的是要從理論、實踐操作及科研等三個方面進行全方位、高質量的課程建設。例如，使學生能夠在實際中運用遙感技術手段預測土壤各項理化性質并進行分析。在教學過程中，不能單靠一本教材支撐整個課程，可以將“土壤地理學”“地質地貌學”及一些前沿的科學研究論文融入“土壤肥料學”教學過程中，還可以和學生分享一些實用的學習網站進行課外學習。這既能夠豐富學生的理論知識，又能夠讓學生合理地利用網絡上豐富的資料，推動傳統課堂教學方法與電子信息化創新教學模式結合起來，激發學生的學習熱情。

（三）將科研融入“土壤肥料學”教學中

高校對于科研素質的培養還沒有滲透到本科教學過程當中，本科生的科研素養不達標，即使完成畢業論文，對于自己的研究方向也是模棱兩可，實踐能力不夠，跟不上社會快速發展的節奏，所以在“土壤肥料學”本科教學過程當中，需要將科研積極滲透到日常教學活動中。對于高校教師而言，尤其是年輕教師，教學經驗不夠豐富，如果只講授教材知識，不僅內容枯燥，學生聽課效率不高，也難以提升自身的教學水平。反之，如果能夠融入一些前沿研究，不僅能夠讓學生了解到土壤肥料學的重要性，而且能夠培養學生的學習興趣，更高效地學習，同時能夠提升教師的專業水平。

二、教學師資隊伍與課程建設相匹配

（一）課程目標定位明確，將課程思政融入教學

塔里木大學的辦學特色是用胡楊精神育人、為興疆固邊服務，根據學校的教學理念，“土壤肥料學”在授課過程中也應有相應的課程目標定位。“土壤肥料學”的課程目標定位于面向新疆、立足南疆、服務邊疆。通過“土壤肥料學”的學習及實習，學生能夠掌握新疆主要的成土類型及改良土壤的方法，并且能夠掌握施肥的主要原理及技術，以及植物營養的相關知識。在新疆特色作物種植方面有一定的理論基礎與實踐技能，能夠為學生在之后的工作崗位中奠定堅實的基礎。此外，“土壤肥料學”不僅要學習專業知識，還要在專業知識及實踐能力培養的基礎上，了解課程思政的教學目標，明確“土壤肥料學”使農學類專業學生在國家綠色發展背景下具有重要的使命感和責任感。

（二）“土壤肥料學”教學分解，由專業教師分別授課

“土壤肥料學”中的土壤學、植物營養學與肥料都是專業性非常強的內容，因此在教學過程中，應該內容分解，不同內容由不同研究方向的教師分別講解，學生能夠汲取到更多的知識，同時也能了解到土壤、植物營養與肥料的研究熱點。此外，在涉及“地質學”“化學及微生物學”等交叉課程時，還可以進行知識面的擴展，使學生能夠將整個生態系統融會貫通，形成自己的知識框架，從而在學習其他課程的時候游刃有余。

（三）新老教師通力協作，相輔相成

教師在教學過程中扮演著引導者的角色，不僅要具備過硬的專業素養及前沿的研究熱點，還要能夠以豐富的教學技巧激發起學生的學習興趣。但現階段的主要矛盾在于年輕教師的研究能夠緊跟國際前沿，帶領學生了解更前沿的知識，但由于教學實踐經驗不足，雖然思想比較活躍，但容易導致學生基礎不夠扎實，從而在畢業課程實踐中容易脫離實踐生產，想法天馬行空，不切實際。因此在新教師正式給學生授課之前，要至少進行三次系、院等考核，只有所有的試講都合格才能正式教學。同時在教學過程中，督導組的教師將進行不間斷地巡查，對新教師在上課過程中出現的問題進行指導。而老教師具備多年的教學及實踐經驗，對于實踐生產有深刻地了解，能夠扎實學生的知識基礎及實踐技能，但由于信息技術的快速發展，老教師難以在短時間之內改變傳統的教學及實踐模式，對于一些學科交叉融合形成的新知識缺乏了解，無法在課堂中教授給學生。因此，需要老教師帶領青年教師進入實踐基地進行實踐鍛煉，新教師學習老教師的授課過程并進行總結，從而更好地服務于學生，提升自身的教學素養。

三、利用網絡新模式進行教學與實驗

近年來，為了順應高等教育改革，理論課學時被不斷壓縮，如果教師仍以傳統的課堂講授、學生被動地接受知識為教學方式，教學效果會較差。因此，針對“土壤肥料學”課程開展學生在線上的自主學習模式與教師的課堂教學模式相結合的綜合應用研究迫在眉睫。線上教學彌補了傳統教學模式的不足，而且能夠調動學生學習的積極性，更好地開展教學活動。隨著互聯網技術的不斷發展，出現了越來越多的教學平臺，如智慧樹、雨課堂、MOOC、虛擬教研室等，使教師有了更多的選擇。

實驗是“土壤肥料學”課程當中重要的教學環節之一，應即時調整理論課時，增加實驗課時，但由于傳統的實驗測定耗時耗力、操作復雜，學生僅完成一次實驗無法掌握其中的步驟與原理。且現在大部分實驗都不是單一、復雜、傳統的實驗室方法來測定土壤的物理和化學性質，更多的是將精密的儀器及實驗室測定方法相配合進行實驗。比如在進行土壤全氮含量測定的時候，雖然實驗指導書上仍然是蒸餾裝置手動進行加酸或者加堿，但實際上，實驗室早已經淘汰了這種陳舊的蒸餾裝置，代替它的是全自動蒸餾裝置，操作更簡便且安全。故應該留出更多的時間讓學生弄清楚裝置的原理，在深入理解裝置原理的基礎上，再進行儀器操作，就會更加得心應手，并且能夠培養學生獨立動手的能力，也能與生產實踐相契合。因為教學課時有限，學生不能夠完全掌握實驗內容，相對來說實驗技能會大打折扣，因此需要專業教師將學生帶入自己的科研工作當中，讓學生既能夠完成畢業論文的實驗部分，又能夠培養其動手能力，為以后工作打好堅實的基礎。因此，如何進行調整既能夠完成教學大綱的要求，又能夠真正培養學生的動手能力、創新能力和應用能力，快速高效地解決生產當中實際產生的問題，是“土壤肥料學”實驗課程的關鍵。

結語

在科學技術日新月異的今天，“土壤肥料學”也在不斷更新、與時俱進。作為重要的專業課程，如果能夠找到自身的與學科交叉融合的結合點，運用新的知識體系，在教學及實驗環節中從授課、科研、實踐等三個方面進行教學探索，必然能夠在專業課程的不斷發展中取得長足的進步，為農業資源與環境學科的持續發展和“土壤肥料學”課程建設提供強有力的支撐，也能夠為農林類院校培養出更多的全面型高級人才，在具備夯實基礎知識的同時，能夠具備發現問題、獨立思考、獨立解決問題的能力，并且在學習過程中樹立起建設綠色家園的使命感和責任感，為以后的工作和學習奠定堅實的基礎。

參考文獻

［1］謝春瓊，達布希拉圖，徐智，等.土壤肥料學精品課程建設探索與實踐［J］.安徽農業科學，2012，40（34）：16936-16938+16941.

［2］陳波浪，孫霞，柴仲平，等.土壤肥料學課程教學方法的實踐與改進［J］.教育教學論壇，2014（34）：35-36.

［3］謝海霞，侯振安，冶軍，等.土壤肥料學課程混合式教學改革與實踐：以石河子大學農學院為例［J］.教育信息化論壇，2021（11）：4-6.

［4］柳維揚，王家強，彭杰，等.遙感課程在植物營養學科建設中模式初探［J］.江蘇科技信息，2014（12）：71-72.

［5］劉濤，陳敏.面向問題與未來統籌分化與綜合：淺議現代農業交叉學科發展［J］.農業科技管理，2017，36（2）：22-24.

［6］張柏雙，楊洪艷.新時期下農業土壤肥料的發展前景［J］.農業開發與裝備，2019（3）：73.

［7］李冬琴，李旭艷，劉鍇棟.淺談土壤肥料學課程教學改革［J］.中國教育技術裝備，2020（9）：85-86+89.

On the New Teaching Mode of Soil and Fertilizer Science under the Interdisciplinary Background

LUO De-fanga， FENG Chun-huib， PENG Jiea， LIU Wei-yanga

（a. College of Agriculture， b. College of Horticulture and Forestry， Tarim University， Alar， Xinjiang 843300， China）

Abstract： Soil and fertilizer science is a course closely combining soil， plant nutrition and fertilizer. It belongs to one of the applied basic disciplines of agricultural science， forestry science and resource and environmental science. However， due to the rapid development of information technology， the traditional knowledge of soil and fertilizer can not be fully applied to agricultural production practice. Interdisciplinary refers to the combination of different disciplines to form a new discipline. Integrating interdisciplinary into soil and fertilizer science， combined with the forefront of science and technology， will help students have a deeper， more direct and broader understanding of the importance of soil and fertilizer science to agricultural production and improve students sense of historical mission and responsibility.

Key words： soil and fertilizer science; interdisciplinary; teaching model